Конструкция получения радиоизотопов, тепловыделяющая сборка ядерного реактора, содержащая такую конструкцию, и способ создания радиоизотопов в тепловыделяющей сборке ядерного реактора



Конструкция получения радиоизотопов, тепловыделяющая сборка ядерного реактора, содержащая такую конструкцию, и способ создания радиоизотопов в тепловыделяющей сборке ядерного реактора
Конструкция получения радиоизотопов, тепловыделяющая сборка ядерного реактора, содержащая такую конструкцию, и способ создания радиоизотопов в тепловыделяющей сборке ядерного реактора
Конструкция получения радиоизотопов, тепловыделяющая сборка ядерного реактора, содержащая такую конструкцию, и способ создания радиоизотопов в тепловыделяющей сборке ядерного реактора
Конструкция получения радиоизотопов, тепловыделяющая сборка ядерного реактора, содержащая такую конструкцию, и способ создания радиоизотопов в тепловыделяющей сборке ядерного реактора

 


Владельцы патента RU 2481655:

ДжиИ-ХИТАЧИ НЬЮКЛИАР ЭНЕРДЖИ АМЕРИКАС ЭлЭлСи (US)

Группа изобретений относится к средствам и способам получения изотопов в ядерном реакторе. Тепловыделяющая сборка содержит приспособление стыковой накладки (150), в которой размещены облучаемые мишени (170). При этом облучаемые мишени (170) находятся в удерживающих отверстиях (160). Приспособление стыковой накладки имеет отверстие (155), форма и расположение которого допускают прохождение топливного стержня через приспособление стыковой накладки. Облучаемые мишени (170) размещают в активной зоне работающего ядерного реактора, включающей в себя тепловыделяющие сборки (100), создающие радиоизотопы. Радиоизотопы удаляют с отработавшей тепловыделяющей сборки (100) ядерного реактора путем удаления приспособлений (150) стыковых накладок. Технический результат - повышение эффективности технологии наработки радиоизотопов. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Возможные варианты осуществления изобретения относятся к тепловыделяющим конструкциям и радиоизотопам, получаемым в них на атомных электростанциях.

Характеристика предшествующего уровня техники

В общем случае, атомные электростанции включают в себя активную зону ядерного реактора, имеющую расположенное в ней топливо для выработки энергии за счет ядерного деления. Широко распространенной на американских атомных электростанциях является компоновка, предусматривающая расположение топлива во множестве топливных стержней, связанных воедино в виде тепловыделяющей сборки или тепловыделяющей сборки, размещенной внутри активной зоны ядерного реактора. Эти топливные стержни, как правило, включают в себя несколько элементов, соединяющих топливные стержни в сборочные компоненты в разных местах вдоль оси по всей сборке.

Как показано на фиг. 1, обычная тепловыделяющая сборка 10 ядерного реактора, такого, как кипящий реактор (КЯР (BWR)), может включать в себя внешний канал 12, окружающий верхнюю стыковую накладку 14 и нижнюю стыковую накладку 16. Множество топливных стержней 18 полной длины и/или топливных стержней 19 частичной длины можно расположить в виде матрицы в пределах тепловыделяющей сборки 10 и пропускать через множество прокладок 20. Топливные стержни 18 и 19 в общем случае начинаются и заканчиваются в верхней и нижней стыковых накладках 14 и 16, проходя непрерывно по всей длине тепловыделяющей сборки 10, за исключением стержней 19 частичной длины, так как все они заканчиваются в некотором вертикальном положении ниже топливных стержней 18 полной длины. Верхняя концевая заглушка 15 и/или нижняя концевая заглушка 17 могут соединять топливные стержни 18 и 19 с верхней и нижней стыковыми накладками 14 и 16, причем в случае топливных стержней 19 частичной длины используется только нижняя концевая заглушка 17. Стержни 28 могут быть топливными стержнями полной длины, размещенными в угловых положениях в тепловыделяющей сборке 10, которые надежно соединяют верхнюю и нижнюю стыковые накладки 14 и 16 и обеспечивают точки захвата для тепловыделяющей сборки 10. Концевые заглушки 15 и 17 могут быть выровнены с верхней и нижней стыковыми накладками 14 и 16, а в случае стержней 28 - могут проходить сквозь них, соответственно, и могут защищать топливные стержни 18 и 19 в осевом направлении в тепловыделяющей сборке 10.

Краткое изложение сущности изобретения

Возможные варианты осуществления направлены на разработку приспособлений стыковых накладок, имеющих облучаемые мишени, и тепловыделяющих сборок, в которых используются приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, а также к способам их применения для создания радиоизотопов. Приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, могут включать в себя множество удерживающих отверстий, которые позволяют вставлять облучаемые мишени в эти удерживающие отверстия и вмещать их в себя. Облучаемые мишени можно облучать в активной зоне работающего ядерного реактора, включающей в себя тепловыделяющие сборки, создающие при этом полезные радиоизотопы, которые можно собирать с отработанной тепловыделяющей сборки ядерного реактора путем удаления приспособлений стыковых накладок, которые соответствуют возможным вариантам осуществления.

Приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, можно соединять с тепловыделяющими сборками через верхнюю стыковую накладку, топливные стержни и/или каналы, окружающие тепловыделяющую сборку. Стыковые накладки, соответствующие возможным вариантам осуществления, можно поддерживать в фиксированном осевом положении в пределах тепловыделяющих сборок, чтобы подвергать заключенные в них облучаемые мишени воздействию постоянного потока нейтронов пониженного уровня, тем самым преобразуя существующее количество облучаемых мишеней в полезные радиоизотопы.

Краткое описание чертежей

Возможные варианты осуществления станут более очевидными после изучения подробного описания прилагаемых чертежей, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями и которые приводятся лишь с целью иллюстрации, а не ограничения рассматриваемых здесь возможных вариантов осуществления.

На фиг. 1 приведена иллюстрация известной тепловыделяющей сборки, не имеющей приспособления стыковой накладки.

На фиг. 2 приведена иллюстрация тепловыделяющей сборки, соответствующей возможному варианту осуществления и имеющей приспособление стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления.

На фиг. 3 приведена подробная иллюстрация приспособления стыковой накладки, соответствующей возможному варианту осуществления.

На фиг. 4 приведена подробная иллюстрация стыковой накладки, соответствующей возможному варианту осуществления, демонстрирующая заключенные в ней облучаемые мишени.

Подробное описание

Ниже приводится описание подробных иллюстративных вариантов осуществления, соответствующих возможным вариантам осуществления. Вместе с тем, конкретные конструктивные и функциональные подробности, описываемые здесь, представлены лишь в целях описания возможных вариантов осуществления. Однако возможные варианты осуществления могут быть воплощены во многих альтернативных формах, и их не следует считать ограниченными только теми возможными вариантами осуществления, которые приведены здесь.

Следует понимать, что хотя термины «первый», «второй» и т.д. могут использоваться здесь для описания различных элементов, эти элементы не должны ограничиваться этими терминами. Эти термины используются лишь для того, чтобы отличить один элемент от другого. Например, в рамках объема притязаний возможных вариантов осуществления, первый элемент можно называть вторым элементом и точно так же второй элемент можно называть первым элементом. Используемый здесь термин «и/или» включает в себя любые комбинации из одного или более соответствующих перечисляемых отдельных предметов.

Следует понимать, что когда элемент называется «соединенным», «сочлененным», «выровненным», «скрепленным» или «зафиксированным» с другим элементом, он может быть непосредственно соединен или сочленен с другим элементом, либо могут присутствовать промежуточные элементы. В отличие от этого, когда элемент называется «непосредственно соединенным» или «непосредственно сочлененным» с другим элементом, то промежуточных элементов нет. Другие слова, используемые для описания взаимосвязи между элементами, следует интерпретировать аналогичным образом (например, имея в виду различия между формулировками «между» и «непосредственно между», «рядом» и «непосредственно рядом», и т.д.).

Употребляемая здесь терминология имеет целью лишь описание конкретных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения этих возможных вариантов осуществления. В том смысле, в каком они употребляются здесь, формы единственного числа следует считать включающими в себя также формы множественного числа, если формулировка недвусмысленно не указывает иное. Следует также понимать, что когда здесь употребляются термины «содержит», «содержащий», «включает в себя» и/или «включающий в себя», они обозначают наличие статических признаков, количеств, выражаемых целыми числами, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не препятствуют наличию или добавлению одного или более других статических признаков, количеств, выражаемых целыми числами, этапов, операций, элементов, компонентов и/или их групп.

Следует также отметить, что в некоторых альтернативных воплощениях отмеченные функции/действия могут происходить не в том порядке, который отмечен на чертежах. Например, ситуации, последовательно изображенные на двух чертежах, на самом деле могут быть реализованы, по существу, одновременно или реализованы многократно в обратном порядке - в зависимости от предусматриваемых функциональных возможностей/действий.

На фиг. 2 приведена иллюстрация тепловыделяющей сборки 100, соответствующей возможному варианту осуществления и включающей в себя верхнюю накладку 114 и приспособление 150 стыковой накладки, которые отдельно или совместно могут функционировать в качестве конструкции получения радиоизотопа. Тепловыделяющая сборка 100, соответствующая возможному варианту осуществления, может быть аналогичной обычным тепловыделяющим сборкам, за исключением того, что она включает в себя приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления. Хотя тепловыделяющая сборка 100, соответствующая возможному варианту осуществления, показана как аналогичная тепловыделяющей сборке того типа, которая характерна для обычных КЯР, соответствующей настоящему изобретению, можно использовать и другие возможные варианты осуществления, включающие в себя тепловыделяющие сборки того типа, которые характерны для ядерных реакторов с водой под давлением (ЯРВПД (PWR)), и пучки необработанных стержней.

Приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, может быть в общем случае прямоугольным и обеспечивающим заключение топливных стержней 118 полной длины в тепловыделяющей сборке 100. Внешний периметр приспособления 150 стыковой накладки, соответствующего возможному варианту осуществления, может простираться почти по всему внешнему периметру тепловыделяющей сборки 100, образованной топливными стержнями 118, вследствие чего в пределах тепловыделяющей сборки 100, соответствующей возможному варианту осуществления, образуется, по существу, равномерный осевой профиль.

Хотя приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, показано как в основном прямоугольное с полым центром, возможны и другие формы. Например, приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, могут простираться лишь по одной или двум сторонам тепловыделяющих сборок, соответствующих возможным вариантам осуществления, а не по всем четырем сторонам. Точно так же, крепежные приспособления накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, могут иметь изменяющиеся толщины или даже простираться по всему профилю поперечного сечения тепловыделяющих сборок, соответствующих возможным вариантам осуществления, и иметь каналы, допускающие сквозной поток хладагента, вместо полого центра. Приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, также могут иметь другие формы, обеспечивающие выравнивание с тепловыделяющими сборками, соответствующими возможным вариантам осуществления, и их стыковыми накладками, включая шестиугольные, треугольные, и т.д. формы.

В стыковой накладке, соответствующей возможному варианту осуществления и показанной на фиг. 2, приспособление 150 может иметь толщину кромки поперечного сечения, равную толщине одного ряда топливных стержней 118 вдоль поперечного сечения тепловыделяющей сборки 100, соответствующей возможному варианту осуществления. То есть, приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, может окружать внешние топливные стержни 118 или быть расположенным рядом с ними в тепловыделяющей сборке 100, соответствующей возможному варианту осуществления. Таким образом, приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, может незначительно уменьшить или помешать течению хладагента через внутренние стержни в сборке 100, и это приспособление можно установить в положении с, как правило, меньшим потоком нейтронов в пределах сборки 100.

Как показано на фиг. 2, приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, может быть расположено под верхней стыковой накладкой 114 в осевом направлении. Крепежное приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, можно удерживать под верхней стыковой накладкой 114 многими способами. Например, приспособление 150, соответствующее возможному варианту осуществления, можно приваривать непосредственно к верхней стыковой накладке 114, заковывать в нее или обеспечивать его конструктивно неразрывное соединение с верхней стыковой накладкой 114 иным образом, а также можно устанавливать в верхнюю стыковую накладку 114 посредством трения и/или с помощью замка, или можно соединять с верхней стыковой накладкой 114 посредством крепежных деталей, таких как болты или винты.

Как показано на фиг. 2 и 3, в качестве еще одного варианта альтернативы приспособления, приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, может допускать прохождение одного или более топливных стержней 118 и/или верхних концевых и стыковых заглушек 120 в осевом направлении сквозь приспособление 150 через отверстия 155 в верхнюю стыковую накладку 114. Приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, можно удерживать в постоянном осевом положении под стыковой накладкой 114 за счет топливных стержней 118, посаженных в отверстия 155, или протекания хладагента через сборку 100 в осевом направлении и/или прикрепления приспособления 150 стыковой накладки, соответствующего возможному варианту осуществления, к верхней стыковой накладке 114. Или, например, топливные стержни 118 и/или верхние концевые заглушки 120 можно ввинчивать, впрессовывать, вваривать и т.д. в приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, так чтобы удерживать приспособление 150 в постоянном осевом положении под верхней стыковой накладкой 114.

Более того, приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, можно крепить к внешнему каналу 112 путем сварки и/или посредством посадки с возможностью извлечения во внешний канал 112, окружающий тепловыделяющую сборку 100, соответствующую возможному варианту осуществления. Боковые удлинения (рассматриваемые ниже) могут облегчить такой контакт между внешним каналом 112 и приспособлением 150 стыковой накладки, соответствующим возможному варианту осуществления.

Таким образом, в тепловыделяющих сборках, соответствующих возможному варианту осуществления, приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, можно удерживать около верхней стыковой накладки или крепить к ней в осевом направлении. Это положение дает возможность легкого доступа к приспособлениям стыковых накладок, соответствующим возможным вариантам осуществления, в течение демонтажа сборки, поскольку доступ к крепежному приспособлению стыковой накладки, соответствующему возможному варианту осуществления, можно получить, удаляя только одну верхнюю стыковую накладку.

На фиг. 3 приведена подробная иллюстрация приспособления 150 стыковой накладки, соответствующего возможному варианту осуществления. Хотя приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, показано в виде полого прямоугольника, который совпадает с формой внешнего канала 112, возможны другие формы и ориентации, как описано выше. Приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, изготовлено из материала, который, по существу, сохраняет свои физические и нейтронные свойства, когда подвергается воздействию условий в активной зоне работающего ядерного реактора, так что приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, не мешает потоку нейтронов, присутствующему в работающем реакторе, или не оказывает на него влияния. Приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, могут быть изготовлены, например, из нержавеющей стали, инконеля, никелевого сплава, циркониевого сплава, алюминия, и т.д.

Как сказано выше, отверстия 155 могут пронизывать приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, на всю толщину и допускать прохождение одного или более топливных стержней 118 (показанных схематически) и/или верхних концевых заглушек 120 сквозь приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, или соединение их с ним. А если так, то отверстиям 155 можно придать такие размеры, что их внутренний диаметр будет на достаточную величину больше, чем внешний диаметр топливных стержней 118 и/или верхних концевых заглушек 120. Способ возможного соединения, согласно фиг. 3, иллюстрирует «посадку» приспособления 150 стыковой накладки, соответствующего возможному варианту осуществления, на поясок 117 топливного стержня 118 и сочленение верхней концевой заглушки 120. Ясно, что можно использовать и другие способы соединения, рассмотренные выше и рассматриваемые ниже, включая те, которые предусматривают контакт трением между стержнями или концевыми заглушками и приспособлениями стыковых накладок, соответствующими возможным вариантам осуществления, замковые и щелевые соединения, соединения с «ласточкиным хвостом», сварку и/или неразъемное соединение между деталями.

Приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, может включать в себя одно или более боковых удлинений 165, которые облегчают позиционирование относительно канала 112 и/или соединение с ним. Например, боковые удлинения 165 могут соединяться с каналом 112 или примыкать к нему с каждой стороны приспособления 150 стыковой накладки, соответствующего возможному варианту осуществления, центрируя и/или защищая приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, в пределах тепловыделяющей сборки 100, соответствующей возможному варианту осуществления. Боковые удлинения 165 могут также быть спарены с удлинениями и/или формой верхней стыковой накладки 114 для обеспечения совместимого осевого профиля между верхней стыковой накладкой 114 и приспособлением 150 стыковой накладки, соответствующем возможному варианту осуществления.

Приспособление 150 стыковой накладки, соответствующее возможному варианту осуществления, включает в себя множество удерживающих отверстий 160 на своей верхней поверхности, в которые устанавливают и заключают одну или более облучаемых мишеней 170, как показано на фиг. 4, где представлен обведенный участок «А» области, показанной на фиг. 3. Отверстия 160 не проходят насквозь приспособления 150 стыковой накладки, соответствующего возможному варианту осуществления, а вместо этого имеют глубину, достаточную для обеспечения установки облучаемых мишеней 170 внутри отверстий 160. Отверстия 160 могут геометрически располагаться вокруг отверстий 155 или между ними. В альтернативном варианте, отверстия 160 могут быть и распределенными в соответствии конкретным рисунком по всему приспособлению 150 стыковой накладки, соответствующему возможному варианту осуществления, в той мере, в какой положение и/или количество отверстий 160 не могут причинить ущерб конструктивной целостности приспособления 150.

Облучаемые мишени 170 могут принимать формы малых «семян» или малых стержней с формой для вставки в удерживающие отверстия 160. Исходя из размера отверстий 160, облучаемые мишени 170 могут иметь ширину и длину для установки в отверстия 160, например, порядка миллиметров. Несколько облучаемых мишеней 170, возможно содержащие исходные материалы разных типов, включая твердые вещества, жидкости и/или газы, можно помещать в единственное фиксирующее отверстие 160. В альтернативном варианте, каждое отверстие 160 может содержать гомогенные облучаемые мишени 170.

Облучаемые мишени 170 могут быть выполнены из множества материалов, которые, по существу, превращаются в радиоизотопы, под воздействием потока нейтронов, с которыми они сталкиваются под стыковыми накладками 114 в работающем ядерном реакторе. Поскольку поток нейтронов может быть меньшим на осевых концах тепловыделяющей сборки 100, соответствующей возможному варианту осуществления (фиг. 2), приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, и облучаемые мишени 170, находящиеся в них, также могут подвергаться воздействию меньшего потока. Поэтому для использования в качестве облучаемых мишеней 170 могут оказаться предпочтительными материалы, имеющие большие нейтронные поперечные сечения и меньшие периоды полураспада, включая, например, иридий-191, который может превращаться в иридий-192 под воздействием потока нейтронов, встречаемым в работающем ядерном реакторе. Аналогичным образом, в качестве облучаемых мишеней 170 можно использовать другие изотопы, включая, например, кобальт-59, селен-74, стронций-88 и/или иридий-191.

Удерживающие отверстия 160 могут быть герметизированы или закрыты крышкой 161, показанной на фиг. 4, которая закрывает отверстия 160 и соединена с приспособлением 150 стыковой накладки, соответствующим возможному варианту осуществления. Например, крышки 161 могут быть приварены к приспособлению 150 или ввинчены в отверстия 160, если отверстия 160 являются резьбовыми. Чтобы обеспечить заключение облучаемых мишеней 170 в отверстиях 160, в соответствии с возможными вариантами осуществления можно воспользоваться и другими известными способами надежного крепления крышек 161 поверх упомянутых отверстий. Поскольку крышка 161 может обеспечить заключение в удерживающие отверстия 160, облучаемые мишени 170 могут содержать или создавать полезные радиоизотопы в форме газообразных, жидких и/или твердых веществ, под воздействием потока нейтронов, а эти радиоизотопы можно заключать в облучаемых отверстиях 160 с помощью крышки 161 даже несмотря на то, что изотопы могут быть представлены в форме жидкого, газообразного или твердого вещества.

Ввиду более высокого осевого положения приспособлений стыковых накладок, соответствующих возможным вариантам осуществления, облучаемые мишени, содержащиеся в них, можно облучать меньшей величиной потока нейтронов в течение большего периода времени, что приводит к более предсказуемому и эффективному генерированию радиоизотопов с меньшими периодами полураспада из облучаемых мишеней, поперечные сечения которых больше. Кроме того, поскольку площади верхних стыковых накладок, где можно разместить приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, связаны со слабой фреттинг-коррозией, причем приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, могут обеспечить устойчивое к воздействию внешних факторов заключение в них облучаемых мишеней. И, наконец, верхние стыковые накладки можно легко удалять из облученных тепловыделяющих сборок, соответствующих возможным вариантам осуществления, не затрагивая при этом топливные стержни или облученное топливо, что позволяет проще собирать приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, и находящиеся в них полезные радиоизотопы. Приспособления стыковых накладок, соответствующие возможным вариантам осуществления, могут также обеспечить устойчивую к внешним факторам оболочку для задержания и сохранения в ней тех радиоизотопов в форме твердых, жидких или газообразных веществ, которые получаются из облучаемых мишеней в приспособлениях стыковых накладок, соответствующих возможным вариантам осуществления

Ознакомившись с описанными таким образом возможными вариантами осуществления, специалист в данной области техники поймет, что возможные варианты осуществления можно изменять, проводя обычные эксперименты, без какой-либо дальнейшей изобретательской деятельности. Например, в связи с тепловыделяющими сборками и приспособлениями стыковых накладок, соответствующими возможным вариантам осуществления, можно использовать другие типы, формы и конфигурации тепловыделяющих сборок и элементов. Эти изменения не следует считать выходящими за рамки существа и объема притязаний возможных вариантов осуществления, и все такие модификации и изменения, как будет очевидно специалисту в данной области техники, следует считать находящимися в рамках объема притязаний нижеследующей формулы изобретения.

1. Конструкция получения радиоизотопов для применения в тепловыделяющей сборке (100) ядерного реактора, содержащая
приспособление (150) стыковой накладки, имеющее форму для установки ниже стыковой накладки (114) в тепловыделяющей сборке (100) ядерного реактора в осевом направлении, причем приспособление (150) стыковой накладки включает в себя, по меньшей мере, одно удерживающее отверстие (160), при этом приспособление (150) стыковой накладки изготовлено из материала, который, по существу, сохраняет свои физические и нейтронные свойства, под воздействием потока нейтронов в работающем ядерном реакторе, и
по меньшей мере, одну облучаемую мишень (170), сконфигурированную с возможностью, по существу, превращения в радиоизотоп под воздействием потока нейтронов в работающем ядерном реакторе, при этом, по меньшей мере, одна облучаемая мишень (170) располагается в, по меньшей мере, одном удерживающем отверстии (160), отличающаяся тем, что приспособление (150) стыковой накладки дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одно отверстие (155), форма и расположение которого допускают прохождение топливного стержня (18/19) тепловыделяющей сборки (100) ядерного реактора через приспособление (150) стыковой накладки, а затем - в стыковую накладку.

2. Конструкция по п.1, в которой, по меньшей мере, одно отверстие (155) имеет форму для посадки топливного стержня (18/19) таким образом, что приспособление (150) стыковой накладки оказывается запертым у стыковой накладки (114).

3. Конструкция по п.1 или 2, в которой, по меньшей мере, одно отверстие имеет форму и расположение, чтобы допускать прохождение концевой заглушки топливного стержня (18/19) тепловыделяющей сборки (100) ядерного реактора через приспособление (150) стыковой накладки, а затем - в стыковую накладку.

4. Конструкция по п.3, в которой приспособление (150) стыковой накладки удерживается в осевом положении посредством пояска на сочленении топливного стержня и концевой заглушки.

5. Конструкция по любому из пп.1, 2, 4, в которой приспособление (150) стыковой накладки дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одно боковое удлинение (165), соединяющее приспособление (150) стыковой накладки с каналом, окружающим тепловыделяющую сборку (100) ядерного реактора, при этом, по меньшей мере, одно боковое удлинение (165) сконфигурировано с возможностью удержания приспособления (150) стыковой накладки в постоянном осевом положении в пределах тепловыделяющей сборки (100).

6. Конструкция по любому из пп.1, 2, 4, в которой приспособление (150) стыковой накладки дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одну крышку (161), соединенную с приспособлением (150) стыковой накладки поверх, по меньшей мере, одного удерживающего отверстия (160), причем крышка (161) имеет форму для герметизации и вмещения облучаемой мишени (170) внутри удерживающего отверстия (160).

7. Конструкция по любому из пп.1, 2, 4, в которой облучаемая мишень (170) выполнена, по меньшей мере, из иридия-191, селена-74, стронция-88 и кобальта-59.

8. Конструкция по любому из пп.1, 2, 4, в которой множество облучаемых мишеней (170) расположено в удерживающем отверстии (160), при этом, по меньшей мере, первая облучаемая мишень (170) множества выполнена из первого материала и, по меньшей мере, вторая облучаемая мишень (170) множества выполнена из второго материала.

9. Тепловыделяющая сборка (100) ядерного реактора, содержащая верхнюю стыковую накладку (114), приспособление (150) стыковой накладки, согласно конструкции по любому из пп.1-8, расположенное в осевом положении ниже верхней стыковой накладки (114),
множество топливных стержней (18/19), проходящих в верхнюю стыковую накладку (114).

10. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора по п.9, в которой приспособление (150) стыковой накладки прикреплено к верхней стыковой накладке (114).

11. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора по п.9 или 10, в котором по крайней мере один из множества топливных стержней (18/19) проходит через приспособление (150) стыковой накладки так, чтобы удерживать приспособление стыковой накладки в фиксированном осевом положении.

12. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора по п.9 или 10, дополнительно содержащая канал, окружающий множество топливных стержней (18/19), причем приспособление (150) стыковой накладки соединено с каналом так, чтобы удерживать приспособление стыковой накладки в фиксированном осевом положении.

13. Тепловыделяющая сборка (100) ядерного реактора по п.9 или 10, в которой приспособление (150) стыковой накладки изготовлено, по меньшей мере, из нержавеющей стали, инконеля, никелевого сплава, циркониевого сплава или алюминия.

14. Способ создания радиоизотопов в тепловыделяющей сборке (100) ядерного реактора, имеющей конструкцию получения радиоизотопов, заключающийся в том, что
вставляют, по меньшей мере, одну облучаемую мишень (170) в удерживающее отверстие (160) приспособления (150) стыковой накладки, причем, по меньшей мере, одна облучаемая мишень (170) сконфигурирована с возможностью, по существу, превращения в радиоизотоп под воздействием потока нейтронов в работающем ядерном реакторе, при этом приспособление (150) стыковой накладки имеет форму для установки ниже стыковой накладки (114) в осевом направлении в тепловыделяющей сборке (100) ядерного реактора, при этом приспособление (150) стыковой накладки изготовлено из материала, который, по существу, сохраняет свои физические и нейтронные свойства под воздействием потока нейтронов в работающем ядерном реакторе, причем стыковая накладка включает в себя, по меньшей мере, одно отверстие (155), форма и расположение которого допускают прохождение топливного стержня (18/19) тепловыделяющей сборки (100) ядерного реактора через приспособление (150) стыковой накладки, а затем - в стыковую накладку,
аксиально позиционируя приспособление (150) стыковой накладки ниже стыковой накладки (114) в тепловыделяющей сборке (100) ядерного реактора, загружают тепловыделяющую сборку (100) ядерного реактора в ядерный реактор-электрогенератор, включая прохождение топливного стержня (18/19) тепловыделяющей сборки (100) ядерного реактора через приспособление (150) стыковой накладки в стыковую накладку, и инициируют выработку энергии ядерным реактором-электрогенератором.

15. Конструкция получения радиоизотопов для применения в тепловыделяющей сборке ядерного реактора, содержащая
приспособление стыковой накладки, имеющее форму для установки ниже стыковой накладки в тепловыделяющей сборке ядерного реактора в осевом направлении, причем приспособление стыковой накладки определяет, по меньшей мере, одно удерживающее отверстие, не проходящее полностью через приспособление стыковой накладки, так, что нижняя часть и боковые стороны отверстия непрерывно определены приспособлением стыковой накладки,
при этом приспособление стыковой накладки изготовлено из материала, который, по существу, сохраняет свои физические и нейтронные свойства, под воздействием потока нейтронов в работающем ядерном реакторе, и
приспособление стыковой накладки дополнительно включает в себя множество отверстий, имеющих форму и расположение, чтобы допускать прохождение концевой заглушки топливного стержня тепловыделяющей сборки ядерного реактора через приспособление стыковой накладки, а затем - в стыковую накладку,
приспособление стыковой накладки удерживается в осевом положении посредством пояска на сочленении топливного стержня и концевой заглушки,
по меньшей мере, одну облучаемую мишень (170), сконфигурированную с возможностью, по существу, превращения в радиоизотоп под воздействием потока нейтронов в работающем ядерном реакторе, при этом, по меньшей мере, одна облучаемая мишень располагается и удерживается соответствующим удерживающим отверстием.

16. Конструкция по п.15, в которой множество отверстий имеют форму для посадки топливного стержня таким образом, что приспособление стыковой накладки оказывается запертым у стыковой накладки.

17. Конструкция по п.15, в которой приспособление стыковой накладки является прямоугольным с внешним диаметром, соответствующим внешнему диаметру стыковой накладки.

18. Конструкция по п.15, в которой приспособление стыковой накладки дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одно боковое удлинение, соединяющее приспособление стыковой накладки с каналом, окружающим тепловыделяющую сборку ядерного реактора, при этом, по меньшей мере, одно боковое удлинение сконфигурировано с возможностью удержания приспособления стыковой накладки в постоянном осевом положении в пределах тепловыделяющей сборки.

19. Конструкция по п.15, в которой приспособление стыковой накладки дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одну крышку, соединенную с приспособлением стыковой накладки поверх соответствующего удерживающего отверстия, причем крышка имеет форму для герметизации и полного вмещения облучаемой мишени внутри удерживающего отверстия.

20. Конструкция по п.15, в которой множество облучаемых мишеней расположено в удерживающем отверстии, при этом, по меньшей мере, первая облучаемая мишень множества выполнена из первого материала и, по меньшей мере, одна вторая облучаемая мишень множества выполнена из второго материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано для изготовления твэлов преимущественно для ядерных водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР).

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора типа ВВЭР (ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и т.п.). .
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способу формования диоксида урана с легирующей добавкой. .

Изобретение относится к области атомного машиностроения, к оборудованию для демонтажа радиоактивных объектов в виде труб. .

Изобретение относится к конструкциям ядерных реакторов и системам их управления и защиты. .

Изобретение относится к области ядерной техники. .

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим сборкам (ТВС) ядерных реакторов типа ВВЭР и РБМК. .

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам ТВС (тепловыделяющих сборок), используемых преимущественно для реакторов РБМК-1000, а также ВВЭР-440 и ВВЭР-1000.

Изобретение относится к конструкциям тепловыделяющих сборок ядерного реактора. .

Изобретение относится к устройству удержания ядерных топливных элементов в виде пластин для ядерного реактора на быстрых нейтронах
Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям таблеток легководных реакторов (LWR), а также реакторов AGR и водно-графитовых

Изобретение относится к получению радиоактивных изотопов в ядерных реакторах

Изобретение относится к конструкциям ядерных реакторов

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к активным зонам ядерного реактора с бегущей (дефлаграционной) волной деления ядер и их внутренним устройствам

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к способу снаряжения фольгой оболочки тепловыделяющего элемента и устройству для его осуществления, и может быть использовано в процессе изготовления твэлов

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в ядерных реакторах
Изобретение относится к ядерному топливу, в частности к топливу энергетического реактора-размножителя на быстрых нейтронах с активной зоной в виде солевого расплава
Наверх